package com.jspxcms.common.ip;

import static com.jspxcms.common.ip.IPLocation.UNKNOWN;

import java.io.EOFException;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Hashtable;
import java.util.List;

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class IPSeeker {
	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(IPSeeker.class);
	// 一些固定常量，比如记录长度等等
	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte AREA_FOLLOWED = 0x01;
	private static final byte NO_AREA = 0x2;
	// 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找
	private Hashtable<String, IPLocation> ipCache = new Hashtable<String, IPLocation>();
	// 随机文件访问类
	private RandomAccessFile ipFile;
	// 内存映射文件
	private MappedByteBuffer mbb;
	// 起始地区的开始和结束的绝对偏移
	private long ipBegin, ipEnd;
	// 为提高效率而采用的临时变量
	private IPLocation loc = new IPLocation();
	// private byte[] buf;
	private byte[] b4 = new byte[4];
	private byte[] b3 = new byte[3];

	/**
	 * 私有构造函数
	 * 
	 * @throws IOException
	 */
	public IPSeeker(File file) throws IOException {
		if (file == null) {
			file = new File(IPSeeker.class.getResource("qqwry.dat").getFile());
		}
		ipFile = new RandomAccessFile(file, "r");
		ipBegin = readLong4(0);
		ipEnd = readLong4(4);
		if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
			ipFile.close();
			throw new RuntimeException("IP file format error!");
		}
	}

	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * 
	 * @param s
	 *            地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEntriesDebug(String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		long endOffset = ipEnd + 4;
		for (long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
			// 读取结束IP偏移
			long temp = readLong3(offset);
			// 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息
			if (temp != -1) {
				IPLocation loc = getIPLocation(temp);
				// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
				if (loc.getCountry().indexOf(s) != -1 || loc.getArea().indexOf(s) != -1) {
					IPEntry entry = new IPEntry();
					entry.country = loc.getCountry();
					entry.area = loc.getArea();
					// 得到起始IP
					readIP(offset - 4, b4);
					entry.beginIp = IPUtils.getIpStringFromBytes(b4);
					// 得到结束IP
					readIP(temp, b4);
					entry.endIp = IPUtils.getIpStringFromBytes(b4);
					// 添加该记录
					ret.add(entry);
				}
			}
		}
		return ret;
	}

	public List<IPEntry> getIPEntries(String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		try {
			// 映射IP信息文件到内存中
			if (mbb == null) {
				FileChannel fc = ipFile.getChannel();
				mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());
				mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
			}
			int endOffset = (int) ipEnd;
			for (int offset = (int) ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
				int temp = readInt3(offset);
				if (temp != -1) {
					IPLocation loc = getIPLocation(temp);
					// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
					if (loc.getCountry().indexOf(s) != -1 || loc.getArea().indexOf(s) != -1) {
						IPEntry entry = new IPEntry();
						entry.country = loc.getCountry();
						entry.area = loc.getArea();
						// 得到起始IP
						readIP(offset - 4, b4);
						entry.beginIp = IPUtils.getIpStringFromBytes(b4);
						// 得到结束IP
						readIP(temp, b4);
						entry.endIp = IPUtils.getIpStringFromBytes(b4);
						// 添加该记录
						ret.add(entry);
					}
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			logger.error(null, e);
		}
		return ret;
	}

	private int readInt3(int offset) {
		mbb.position(offset);
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
	 * 
	 * @return
	 */
	private int readInt3() {
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public String getCountry(byte[] ip) {
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = IPUtils.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loc = (IPLocation) ipCache.get(ipStr);
			return loc.getCountry();
		} else {
			IPLocation loc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
			return loc.getCountry();
		}
	}

	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public String getCountry(String ip) {
		// IPv6本地地址
		if ("0:0:0:0:0:0:0:1".equals(ip)) {
			ip = "127.0.0.1";
		}
		// IPv6不能解析
		if (StringUtils.contains(ip, ":")) {
			return UNKNOWN;
		}
		return getCountry(IPUtils.getIpByteArrayFromString(ip));
	}

	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * 
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public String getArea(byte[] ip) {
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = IPUtils.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loc = (IPLocation) ipCache.get(ipStr);
			return loc.getArea();
		} else {
			IPLocation loc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
			return loc.getArea();
		}
	}

	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public String getArea(String ip) {
		// IPv6本地地址
		if ("0:0:0:0:0:0:0:1".equals(ip)) {
			ip = "127.0.0.1";
		}
		// IPv6不能解析
		if (StringUtils.contains(ip, ":")) {
			return UNKNOWN;
		}
		return getArea(IPUtils.getIpByteArrayFromString(ip));
	}

	/**
	 * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return IPLocation结构
	 */
	private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		long offset = locateIP(ip);
		if (offset != -1)
			info = getIPLocation(offset);
		if (info == null) {
			info = new IPLocation();
			info.setCountry(UNKNOWN);
			info.setArea(UNKNOWN);
		}
		return info;
	}

	/**
	 * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong4(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong3(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从当前位置读取3个字节转换成long
	 * 
	 * @return
	 */
	private long readLong3() {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(long offset, byte[] ip) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(ip);
			byte temp = ip[0];
			ip[0] = ip[3];
			ip[3] = temp;
			temp = ip[1];
			ip[1] = ip[2];
			ip[2] = temp;
		} catch (EOFException e) {
			// 文件结束，找不到内容
		} catch (IOException e) {
			logger.error(null, e);
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(int offset, byte[] ip) {
		mbb.position(offset);
		mbb.get(ip);
		byte temp = ip[0];
		ip[0] = ip[3];
		ip[3] = temp;
		temp = ip[1];
		ip[1] = ip[2];
		ip[2] = temp;
	}

	/**
	 * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @param beginIp
	 *            和被查询IP相比较的IP
	 * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
	 */
	private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
			if (r != 0)
				return r;
		}
		return 0;
	}

	/**
	 * 把两个byte当作无符号数进行比较
	 * 
	 * @param b1
	 * @param b2
	 * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
	 */
	private int compareByte(byte b1, byte b2) {
		if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) {
			// 比较是否大于
			return 1;
		} else if ((b1 ^ b2) == 0) {
			// 判断是否相等
			return 0;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
	 */
	private long locateIP(byte[] ip) {
		long m = 0;
		int r;
		// 比较第一个ip项
		readIP(ipBegin, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r == 0)
			return ipBegin;
		else if (r < 0)
			return -1;
		// 开始二分搜索
		for (long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j;) {
			m = getMiddleOffset(i, j);
			readIP(m, b4);
			r = compareIP(ip, b4);
			// log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
			if (r > 0)
				i = m;
			else if (r < 0) {
				if (m == j) {
					j -= IP_RECORD_LENGTH;
					m = j;
				} else
					j = m;
			} else
				return readLong3(m + 4);
		}
		// 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
		// 肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
		m = readLong3(m + 4);
		readIP(m, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r <= 0) {
			return m;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
	 * 
	 * @param begin
	 * @param end
	 * @return
	 */
	private long getMiddleOffset(long begin, long end) {
		long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
		records >>= 1;
		if (records == 0) {
			records = 1;
		}
		return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
	}

	/**
	 * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private IPLocation getIPLocation(long offset) {
		try {
			// 跳过4字节ip
			ipFile.seek(offset + 4);
			// 读取第一个字节判断是否标志字节
			byte b = ipFile.readByte();
			if (b == AREA_FOLLOWED) {
				// 读取国家偏移
				long countryOffset = readLong3();
				// 跳转至偏移处
				ipFile.seek(countryOffset);
				// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
				b = ipFile.readByte();
				if (b == NO_AREA) {
					loc.setCountry(readString(readLong3()));
					ipFile.seek(countryOffset + 4);
				} else {
					loc.setCountry(readString(countryOffset));
				}
				// 读取地区标志
				loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
			} else if (b == NO_AREA) {
				loc.setCountry(readString(readLong3()));
				loc.setArea(readArea(offset + 8));
			} else {
				loc.setCountry(readString(ipFile.getFilePointer() - 1));
				loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
			}
			return loc;
		} catch (EOFException e) {
			// 文件结束，找不到内容
			return null;
		} catch (IOException e) {
			logger.error(null, e);
			return null;
		}
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private IPLocation getIPLocation(int offset) {
		// 跳过4字节ip
		mbb.position(offset + 4);
		// 读取第一个字节判断是否标志字节
		byte b = mbb.get();
		if (b == AREA_FOLLOWED) {
			// 读取国家偏移
			int countryOffset = readInt3();
			// 跳转至偏移处
			mbb.position(countryOffset);
			// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
			b = mbb.get();
			if (b == NO_AREA) {
				loc.setCountry(readString(readInt3()));
				mbb.position(countryOffset + 4);
			} else
				loc.setCountry(readString(countryOffset));
			// 读取地区标志
			loc.setArea(readArea(mbb.position()));
		} else if (b == NO_AREA) {
			loc.setCountry(readString(readInt3()));
			loc.setArea(readArea(offset + 8));
		} else {
			loc.setCountry(readString(mbb.position() - 1));
			loc.setArea(readArea(mbb.position()));
		}
		return loc;
	}

	/**
	 * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 地区名字符串
	 * @throws IOException
	 */
	private String readArea(long offset) throws IOException {
		ipFile.seek(offset);
		byte b = ipFile.readByte();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			long areaOffset = readLong3(offset + 1);
			if (areaOffset == 0) {
				return UNKNOWN;
			} else {
				return readString(areaOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readArea(int offset) {
		mbb.position(offset);
		byte b = mbb.get();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			int areaOffset = readInt3();
			if (areaOffset == 0) {
				return UNKNOWN;
			} else {
				return readString(areaOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
	 */
	private String readString(long offset) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			// int i;
			// for (i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] =
			// ipFile.readByte());
			int i = 0;
			byte[] buf = new byte[256];
			while ((buf[i] = ipFile.readByte()) != 0) {
				++i;
				if (i >= buf.length) {
					byte[] tmp = new byte[i + 100];
					System.arraycopy(buf, 0, tmp, 0, i);
					buf = tmp;
				}
			}
			if (i != 0) {
				return IPUtils.getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IOException e) {
			logger.error(null, e);
		}
		return UNKNOWN;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readString(int offset) {
		try {
			mbb.position(offset);
			// int i;
			// for (i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] =
			// mbb.get());
			int i = 0;
			byte[] buf = new byte[256];
			while ((buf[i] = mbb.get()) != 0) {
				++i;
				if (i >= buf.length) {
					byte[] tmp = new byte[i + 100];
					System.arraycopy(buf, 0, tmp, 0, i);
					buf = tmp;
				}
			}
			if (i != 0) {
				return IPUtils.getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			logger.error(null, e);
		}
		return UNKNOWN;
	}

	public IPLocation getIPLocation(String ip) {
		IPLocation location = new IPLocation();
		location.setArea(this.getArea(ip));
		location.setCountry(this.getCountry(ip));
		return location;
	}

	public String getAddress(String ip) {
		String country = getCountry(ip);
		String area = getArea(ip);
		String address = country + " " + area;
		return address.trim();
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		IPSeeker ipSeeker = new IPSeeker(null);
		String ip = "202.101.224.69";
		System.out.println("country:" + ipSeeker.getCountry(ip));
		System.out.println("area:" + ipSeeker.getArea(ip));
	}
}